CN109444130A - 一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔及检测方法 - Google Patents

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王维苓
郑海华
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour

Abstract

本发明涉及一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔及检测方法，包括外壳、导光装置、按键、蜂鸣器、OLED显示屏、一次性测试条和微处理器、内部存储器、充电单元、RGB颜色传感器、LED光源和锂电池，电路连接为微处理器分别与OLED显示屏、蜂鸣器、LED光源单向连接，与内部存储器双向连接，充电单元、锂电池、LED光源依次单向连接，锂电池、按键分别与微处理器单向连接，结构连接为RGB颜色传感器固定于圆形电路板中心，四个发光二极管以中心对称固定，圆形电路板固定于导光体上，OLED显示屏、按键、分别固定在外壳外表面上，蜂鸣器、主电路板置于外壳内，外壳与导光装置固定。效果是快速检测利用液体测试法得到的颜色数据，计算得到准确的炎症感染等级，并将颜色数据和感染等级显示到屏幕上。

Description

一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔及检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测人体炎症感染等级的医疗设备，特别涉及一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔及检测方法。
背景技术
“感染”是生活中常常遇到的疾病，由于医院及实验室设施有限，很多非专业人员广泛且盲目的使用抗生素，造成抗生素的滥用。而大面积的抗生素滥用加剧了细菌的耐药性，筛选出抗菌药物杀不死的“超级细菌”。只有开发新的抗生素才能够杀死这些耐药细菌，而开发一款新抗生素的周期远比细菌对抗生素的适应期长，因此目前我们只能减少抗生素的使用，从而减缓耐药细菌的蔓延。
正确合理使用抗生素，减少抗生素的滥用需要人们对自己所得的“感染”有准确而快速的判断。目前我们率先开发出了液体测试方法，通过这种测试能尽快识别急性败血症的感染风险，并排除不需要抗生素的情况。而这种测试方法的缺点在于测试结果是以颜色变化的方式反映出来的。众所周知，有三个因素会影响人眼的颜色辨别，分别是照射到物体表面的光源、被测物体本身以及观察者的主观感觉。任何一个因素的变化都可能导致观察结果的改变。因此靠人眼来识别测试结果是不可靠的，有比较大的误判率，可能会造成对疾病的误判。而且测试得到的数据不易保存，不利于数据的收集、分析和利用。所以必须有一个标准的、客观的设备或仪器来得出量化的数据。
发明内容
针对以上液体测试法的检测缺点，结合现在医疗服务发展的趋势以及现代电子技术的发展，本发明提供一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔及检测方法，具体技术方案是，一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔，包括外壳、导光装置、按键、蜂鸣器、OLED显示屏和微处理器、内部存储器、充电单元、RGB颜色传感器、LED光源和锂电池，其特征在于：电路连接为微处理器分别与OLED显示屏、蜂鸣器、LED光源单向链接，与内部存储器双向连接，充电单元、锂电池、LED光源依次单向链接，锂电池、按键分别与微处理器单向链接，结构链接为RGB颜色传感器固定于圆形电路板中心，四个发光二极管以RGB颜色传感器为中心对称固定于圆形电路板四个方向上，圆形电路板固定于导光体上，OLED显示屏、按键、分别固定在外壳外表面上，蜂鸣器置于主电路板上、主电路板置于外壳内，外壳与导光装置固定在一起。
所述的LED光源，电路连接为，四个电阻R3、R4、R5、R6作为发光二极管的限流电阻，四个发光二极管分别为LED1、 LED2、 LED3、LED4采用共阴接法连接，其LED的负极端接三极管Q1的C极、电阻端经电阻R2接微处理器LED端，三极管Q1的E接地、B极经电阻R1接微处理器LED端；
所述的导光装置，包括导光体和圆形电路板，导光体为倒锥型、高导光率玻璃材质，表面涂覆黑色吸光材料，圆形电路板与导光体倒锥型大口配合，有五个通孔，表面涂覆黑色吸光材料。
一种一次性测试条，包括盒体、检测试纸，其特征在于：所述的盒体为中心部位有一锥形凹槽的任意形结构体，且紧靠凹槽下口的盒体内封装有检测试纸，凹槽与快速检测人体炎症感染等级的检测笔配套使用，快速检测人体炎症感染等级的检测笔的导光体垂直对准插入一次性测试条的锥形凹槽内时与凹槽、检测试纸无间隙。
检测方法是将待测液体滴入一次性测试条的凹槽内，约30秒钟后待测液体与检测试纸反应充分，然后将检测笔的导光体，端垂直对准并放入锥形凹槽内，按下测试笔的按键，检测笔启动，微处理器控制LED光源发出白光，白光通过导光装置折射后照射到检测试纸上，并且反射回来，反射光携带有检测试纸的颜色信息，通过导光装置折射到RGB颜色传感器上，RGB颜色传感器检测反射光颜色，并且将检测数据传输给微处理器，微处理器将数据与标准值做对比，计算出感染等级，然后将结果显示到OLED显示屏上，同时存储到内存储器中，并且控制蜂鸣器发出蜂鸣声提示测试结束。
本发明的技术效果是，快速的检测出利用液体测试法得到的颜色数据，计算得到准确的炎症感染等级，并将颜色数据和感染等级显示到OLED显示屏幕上。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构爆炸图；
图3是本发明的电路方框图；
图4是本发明的导光装置结构及光路图；
图5是本发明的一次性测试条结构示意图；
图6是本发明的充电单元电原理图；
图7是本发明的光源电路原理图；
图8是本发明的RGB颜色传感器与微处理器接口图；
图9是本发明的OLED显示屏与微处理器接口图。
具体实施方式
如图1~图9所示，一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔，包括外壳1、导光装置2、按键3、蜂鸣器4、OLED显示屏5和微处理器、内部存储器、充电单元、RGB颜色传感器、LED光源和锂电池，电路连接为微处理器分别与OLED显示屏5、蜂鸣器4、LED光源单向连接，与内部存储器双向连接，充电单元、锂电池、LED光源依次单向连接，锂电池、按键分别与微处理器单向连接，结构连接为RGB颜色传感器固定于圆形电路板2-2中心，四个发光二极管以RGB颜色传感器为中心对称固定于四周，圆形电路板2-2固定于导光体2-1内，OLED显示屏5、按键3、分别固定在外壳1外表面上，蜂鸣器4置于主电路板上、电路板固定于外壳1内，外壳1与导光装置2固定在一起。
如图4所示，导光装置2，包括导光体2-1和圆形电路板2-2，导光体2-1为倒锥型高导光率玻璃材质的实心体，可以使光线通过导光体侧面时全反射到测试面，减少内部光线反射形成的干扰。内表面涂覆黑色吸光材料，一方面可以阻止外界光线进入测试系统影响测试结果，另一方面可以吸收内部照射到椎体侧面的光线，减少内部光线的反射，从而减少内部光线的干扰。圆形电路板2-2与导光体2-1倒锥型大口配合，表面涂覆黑色吸光材料，吸收内部干扰光线，保证系统的有效测试光强。
如图5所示，一种一次性测试条，包括盒体6、检测试纸7，盒体6为中心部位有一锥形凹槽的任意形结构体，且紧靠凹槽下口的盒体6内封装有检测试纸7，凹槽与快速检测人体炎症感染等级的检测笔配套使用，快速检测人体炎症感染等级的检测笔的导光体2-1垂直对准插入一次性测试条6的锥形凹槽内时与凹槽、检测试纸7无间隙。
实施例
本实施例主要采用低功耗设计，在器件选用上尽量选用功率低的器件，并采用微小型器件来降低工作所产生的能耗。同时采用高功率密度的锂离子电池作为能量存储保证较长的待机时间。下面将逐一介绍几个重点电路及结构。
如图6所示，充电单元采用TP4056充电器为核心，输入电压5V，可以兼容市面上各种数码产品的充电器，输出到聚合物锂电池，聚合物锂电池采用3.7V 容量为5.92Wh的电池。充电最高电压4.2V。有红绿两颗LED作为充电指示，当电池处于充电状态时，红色LED灯亮、当电池充满电时，绿色LED灯亮。为了保证电池安全性，充电时设置充电电流为0.5C左右电池的容量。本设计电池容量为：5.92Wh ÷ 3.7V = 1600mAh，因此充电电流设置为：1600÷2 = 800mA ，电路中设置充电电流是由RPROG电阻来实现的，选定电阻RPROG为1.4kΩ，充电电流为780mA。
如图7所示，LED光源由MCU控制发光，采用4颗接近自然光光谱的仿自然光LED，电路连接为，四个电阻R3、R4、R5、R6、阻值330kΩ作为发光二极管的限流电阻，4个发光二极管分别为LED1、 LED2、 LED3、LED4采用共阴接法连接，其LED的负极端接8050NPN三极管的C极、电阻端经电阻R2、阻值10kΩ接微处理器LED端口，由微处理器控制LED灯的亮灭，三极管Q1的E极接地、B极经电阻R1、阻值10kΩ接微处理器LED端。
如图8所示，RGB颜色传感器采用TCS34725颜色传感器，其接口连接为I2C接口,单片机端用I/O口模拟I2C进行数据传输，用P1^3端口模拟SDA，用P1^2端口模拟SCL 。
如图9所示，OLED显示屏采用OLED 128*32显示屏， OLED 128*32的裸屏是由SSD1306模块驱动的，一共有4个接口，分别是接地GND、电源正极VCC_IN，可加3.3V，也可加5V、时钟总线SCL、数据总线SDA分别与微处理器的GND、VCC_IN、SCL、SDA端口连接。
检测方法是将待测液体滴入一次性测试条的凹槽内，约30秒钟后待测液体与检测试纸反应充分，然后将快速检测人体炎症感染等级的检测笔的导光体2-1端垂直对准并放入锥形凹槽内，按下测试笔的按键3，检测笔启动，微处理器控制LED光源发出白光，白光通过导光装置2折射后照射到检测试纸上，并且反射回来，反射光携带有检测试纸的颜色信息，通过导光装置2折射到RGB颜色传感器上，RGB颜色传感器检测反射光颜色，并且将检测数据传输给微处理器，微处理器将数据与标准值做对比，计算出感染等级，然后将结果显示到OLED显示屏5上，同时存储到内存储器中，并且控制蜂鸣器4发出蜂鸣声提示测试结束。

Claims (4)

1.一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔，包括外壳（1）、导光装置（2）、按键（3）、蜂鸣器（4）、OLED显示屏（5）和微处理器、内部存储器、充电单元、RGB颜色传感器、LED光源和锂电池，其特征在于：电路连接为微处理器分别与OLED显示屏（5）、蜂鸣器（4）、LED光源单向链接，与内部存储器双向连接，充电单元、锂电池、LED光源依次单向链接，锂电池、按键分别与微处理器单向链接，结构链接为RGB颜色传感器固定于圆形电路板（2-2）中心，四个发光二极管以RGB颜色传感器为中心对称固定于圆形电路板（2-2）四个方向上，圆形电路板（2-2）固定于导光体（2-1）上，OLED显示屏（5）、按键（3）、分别固定在外壳（1）外表面上，蜂鸣器（4）置于主电路板上、主电路板置于外壳（1）内，外壳（1）与导光装置（2）固定在一起。
2.如权利要求1所述的一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔，其特征在于：所述的LED光源，电路连接为，四个电阻R3、R4、R5、R6作为发光二极管的限流电阻，四个发光二极管分别为LED1、 LED2、 LED3、LED4采用共阴接法连接，其LED的负极端接三极管Q1的C极、电阻端经电阻R2接微处理器LED端，三极管Q1的E接地、B极经电阻R1接微处理器LED端；
如权利要求1所述的一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔，其特征在于：所述的导光装置（2），包括导光体（2-1）和圆形电路板（2-2），导光体（2-1）为倒锥型、高导光率玻璃材质，表面涂覆黑色吸光材料，圆形电路板（2-2）与导光体（2-1）倒锥型大口配合，有五个通孔，表面涂覆黑色吸光材料。
3.一种一次性测试条，包括盒体（6）、检测试纸（7），其特征在于：所述的盒体（6）为中心部位有一锥形凹槽的任意形结构体，且紧靠凹槽下口的盒体（6）内封装有检测试纸（7），凹槽与快速检测人体炎症感染等级的检测笔配套使用，快速检测人体炎症感染等级的检测笔的导光体（2-1）垂直对准插入一次性测试条（6）的锥形凹槽内时与凹槽、检测试纸（7）无间隙。
4.采用权利要求1或2或3或4所述的一种快速检测人体炎症感染等级的检测笔的检测方法，其特征在于：检测方法是将待测液体滴入一次性测试条的凹槽内，约30秒钟后待测液体与检测试纸反应充分，然后将检测笔的导光体（2-1）端垂直对准并放入锥形凹槽内，按下测试笔的按键（3），检测笔启动，微处理器控制LED光源发出白光，白光通过导光装置（2）折射后照射到检测试纸上，并且反射回来，反射光携带有检测试纸的颜色信息，通过导光装置（2）折射到RGB颜色传感器上，RGB颜色传感器检测反射光颜色，并且将检测数据传输给微处理器，微处理器将数据与标准值做对比，计算出感染等级，然后将结果显示到OLED显示屏（5）上，同时存储到内存储器中，并且控制蜂鸣器（4）发出蜂鸣声提示测试结束。
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